* opncls.c (bfd_alloc_by_size_t): Set bfd_error_no_memory if
[external/binutils.git] / bfd / hash.c
1 /* hash.c -- hash table routines for BFD
2    Copyright (C) 1993, 94 Free Software Foundation, Inc.
3    Written by Steve Chamberlain <sac@cygnus.com>
4
5 This file is part of BFD, the Binary File Descriptor library.
6
7 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
8 it under the terms of the GNU General Public License as published by
9 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
10 (at your option) any later version.
11
12 This program is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15 GNU General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU General Public License
18 along with this program; if not, write to the Free Software
19 Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.  */
20
21 #include "bfd.h"
22 #include "sysdep.h"
23 #include "libbfd.h"
24 #include "obstack.h"
25
26 /*
27 SECTION
28         Hash Tables
29
30 @cindex Hash tables
31         BFD provides a simple set of hash table functions.  Routines
32         are provided to initialize a hash table, to free a hash table,
33         to look up a string in a hash table and optionally create an
34         entry for it, and to traverse a hash table.  There is
35         currently no routine to delete an string from a hash table.
36
37         The basic hash table does not permit any data to be stored
38         with a string.  However, a hash table is designed to present a
39         base class from which other types of hash tables may be
40         derived.  These derived types may store additional information
41         with the string.  Hash tables were implemented in this way,
42         rather than simply providing a data pointer in a hash table
43         entry, because they were designed for use by the linker back
44         ends.  The linker may create thousands of hash table entries,
45         and the overhead of allocating private data and storing and
46         following pointers becomes noticeable.
47
48         The basic hash table code is in <<hash.c>>.
49
50 @menu
51 @* Creating and Freeing a Hash Table::
52 @* Looking Up or Entering a String::
53 @* Traversing a Hash Table::
54 @* Deriving a New Hash Table Type::
55 @end menu
56
57 INODE
58 Creating and Freeing a Hash Table, Looking Up or Entering a String, Hash Tables, Hash Tables
59 SUBSECTION
60         Creating and freeing a hash table
61
62 @findex bfd_hash_table_init
63 @findex bfd_hash_table_init_n
64         To create a hash table, create an instance of a <<struct
65         bfd_hash_table>> (defined in <<bfd.h>>) and call
66         <<bfd_hash_table_init>> (if you know approximately how many
67         entries you will need, the function <<bfd_hash_table_init_n>>,
68         which takes a @var{size} argument, may be used).
69         <<bfd_hash_table_init>> returns <<false>> if some sort of
70         error occurs.
71
72 @findex bfd_hash_newfunc
73         The function <<bfd_hash_table_init>> take as an argument a
74         function to use to create new entries.  For a basic hash
75         table, use the function <<bfd_hash_newfunc>>.  @xref{Deriving
76         a New Hash Table Type} for why you would want to use a
77         different value for this argument.
78
79 @findex bfd_hash_allocate
80         <<bfd_hash_table_init>> will create an obstack which will be
81         used to allocate new entries.  You may allocate memory on this
82         obstack using <<bfd_hash_allocate>>.
83
84 @findex bfd_hash_table_free
85         Use <<bfd_hash_table_free>> to free up all the memory that has
86         been allocated for a hash table.  This will not free up the
87         <<struct bfd_hash_table>> itself, which you must provide.
88
89 INODE
90 Looking Up or Entering a String, Traversing a Hash Table, Creating and Freeing a Hash Table, Hash Tables
91 SUBSECTION
92         Looking up or entering a string
93
94 @findex bfd_hash_lookup
95         The function <<bfd_hash_lookup>> is used both to look up a
96         string in the hash table and to create a new entry.
97
98         If the @var{create} argument is <<false>>, <<bfd_hash_lookup>>
99         will look up a string.  If the string is found, it will
100         returns a pointer to a <<struct bfd_hash_entry>>.  If the
101         string is not found in the table <<bfd_hash_lookup>> will
102         return <<NULL>>.  You should not modify any of the fields in
103         the returns <<struct bfd_hash_entry>>.
104
105         If the @var{create} argument is <<true>>, the string will be
106         entered into the hash table if it is not already there.
107         Either way a pointer to a <<struct bfd_hash_entry>> will be
108         returned, either to the existing structure or to a newly
109         created one.  In this case, a <<NULL>> return means that an
110         error occurred.
111
112         If the @var{create} argument is <<true>>, and a new entry is
113         created, the @var{copy} argument is used to decide whether to
114         copy the string onto the hash table obstack or not.  If
115         @var{copy} is passed as <<false>>, you must be careful not to
116         deallocate or modify the string as long as the hash table
117         exists.
118
119 INODE
120 Traversing a Hash Table, Deriving a New Hash Table Type, Looking Up or Entering a String, Hash Tables
121 SUBSECTION
122         Traversing a hash table
123
124 @findex bfd_hash_traverse
125         The function <<bfd_hash_traverse>> may be used to traverse a
126         hash table, calling a function on each element.  The traversal
127         is done in a random order.
128
129         <<bfd_hash_traverse>> takes as arguments a function and a
130         generic <<void *>> pointer.  The function is called with a
131         hash table entry (a <<struct bfd_hash_entry *>>) and the
132         generic pointer passed to <<bfd_hash_traverse>>.  The function
133         must return a <<boolean>> value, which indicates whether to
134         continue traversing the hash table.  If the function returns
135         <<false>>, <<bfd_hash_traverse>> will stop the traversal and
136         return immediately.
137
138 INODE
139 Deriving a New Hash Table Type, , Traversing a Hash Table, Hash Tables
140 SUBSECTION
141         Deriving a new hash table type
142
143         Many uses of hash tables want to store additional information
144         which each entry in the hash table.  Some also find it
145         convenient to store additional information with the hash table
146         itself.  This may be done using a derived hash table.
147
148         Since C is not an object oriented language, creating a derived
149         hash table requires sticking together some boilerplate
150         routines with a few differences specific to the type of hash
151         table you want to create.
152
153         An example of a derived hash table is the linker hash table.
154         The structures for this are defined in <<bfdlink.h>>.  The
155         functions are in <<linker.c>>.
156
157         You may also derive a hash table from an already derived hash
158         table.  For example, the a.out linker backend code uses a hash
159         table derived from the linker hash table.
160
161 @menu
162 @* Define the Derived Structures::
163 @* Write the Derived Creation Routine::
164 @* Write Other Derived Routines::
165 @end menu
166
167 INODE
168 Define the Derived Structures, Write the Derived Creation Routine, Deriving a New Hash Table Type, Deriving a New Hash Table Type
169 SUBSUBSECTION
170         Define the derived structures
171
172         You must define a structure for an entry in the hash table,
173         and a structure for the hash table itself.
174
175         The first field in the structure for an entry in the hash
176         table must be of the type used for an entry in the hash table
177         you are deriving from.  If you are deriving from a basic hash
178         table this is <<struct bfd_hash_entry>>, which is defined in
179         <<bfd.h>>.  The first field in the structure for the hash
180         table itself must be of the type of the hash table you are
181         deriving from itself.  If you are deriving from a basic hash
182         table, this is <<struct bfd_hash_table>>.
183
184         For example, the linker hash table defines <<struct
185         bfd_link_hash_entry>> (in <<bfdlink.h>>).  The first field,
186         <<root>>, is of type <<struct bfd_hash_entry>>.  Similarly,
187         the first field in <<struct bfd_link_hash_table>>, <<table>>,
188         is of type <<struct bfd_hash_table>>.
189
190 INODE
191 Write the Derived Creation Routine, Write Other Derived Routines, Define the Derived Structures, Deriving a New Hash Table Type
192 SUBSUBSECTION
193         Write the derived creation routine
194
195         You must write a routine which will create and initialize an
196         entry in the hash table.  This routine is passed as the
197         function argument to <<bfd_hash_table_init>>.
198
199         In order to permit other hash tables to be derived from the
200         hash table you are creating, this routine must be written in a
201         standard way.
202
203         The first argument to the creation routine is a pointer to a
204         hash table entry.  This may be <<NULL>>, in which case the
205         routine should allocate the right amount of space.  Otherwise
206         the space has already been allocated by a hash table type
207         derived from this one.
208
209         After allocating space, the creation routine must call the
210         creation routine of the hash table type it is derived from,
211         passing in a pointer to the space it just allocated.  This
212         will initialize any fields used by the base hash table.
213
214         Finally the creation routine must initialize any local fields
215         for the new hash table type.
216
217         Here is a boilerplate example of a creation routine.
218         @var{function_name} is the name of the routine.
219         @var{entry_type} is the type of an entry in the hash table you
220         are creating.  @var{base_newfunc} is the name of the creation
221         routine of the hash table type your hash table is derived
222         from.
223
224 EXAMPLE
225
226 .struct bfd_hash_entry *
227 .@var{function_name} (entry, table, string)
228 .     struct bfd_hash_entry *entry;
229 .     struct bfd_hash_table *table;
230 .     const char *string;
231 .{
232 .  struct @var{entry_type} *ret = (@var{entry_type} *) entry;
233 .
234 . {* Allocate the structure if it has not already been allocated by a
235 .    derived class.  *}
236 .  if (ret == (@var{entry_type} *) NULL)
237 .    {
238 .      ret = ((@var{entry_type} *)
239 .             bfd_hash_allocate (table, sizeof (@var{entry_type})));
240 .      if (ret == (@var{entry_type} *) NULL)
241 .        return NULL;
242 .    }
243 .
244 . {* Call the allocation method of the base class.  *}
245 .  ret = ((@var{entry_type} *)
246 .        @var{base_newfunc} ((struct bfd_hash_entry *) ret, table, string));
247 .
248 . {* Initialize the local fields here.  *}
249 .
250 .  return (struct bfd_hash_entry *) ret;
251 .}
252
253 DESCRIPTION
254         The creation routine for the linker hash table, which is in
255         <<linker.c>>, looks just like this example.
256         @var{function_name} is <<_bfd_link_hash_newfunc>>.
257         @var{entry_type} is <<struct bfd_link_hash_entry>>.
258         @var{base_newfunc} is <<bfd_hash_newfunc>>, the creation
259         routine for a basic hash table.
260
261         <<_bfd_link_hash_newfunc>> also initializes the local fields
262         in a linker hash table entry: <<type>>, <<written>> and
263         <<next>>.
264
265 INODE
266 Write Other Derived Routines, , Write the Derived Creation Routine, Deriving a New Hash Table Type
267 SUBSUBSECTION
268         Write other derived routines
269
270         You will want to write other routines for your new hash table,
271         as well.  
272
273         You will want an initialization routine which calls the
274         initialization routine of the hash table you are deriving from
275         and initializes any other local fields.  For the linker hash
276         table, this is <<_bfd_link_hash_table_init>> in <<linker.c>>.
277
278         You will want a lookup routine which calls the lookup routine
279         of the hash table you are deriving from and casts the result.
280         The linker hash table uses <<bfd_link_hash_lookup>> in
281         <<linker.c>> (this actually takes an additional argument which
282         it uses to decide how to return the looked up value).
283
284         You may want a traversal routine.  This should just call the
285         traversal routine of the hash table you are deriving from with
286         appropriate casts.  The linker hash table uses
287         <<bfd_link_hash_traverse>> in <<linker.c>>.
288
289         These routines may simply be defined as macros.  For example,
290         the a.out backend linker hash table, which is derived from the
291         linker hash table, uses macros for the lookup and traversal
292         routines.  These are <<aout_link_hash_lookup>> and
293         <<aout_link_hash_traverse>> in aoutx.h.
294 */
295
296 /* Obstack allocation and deallocation routines.  */
297 #define obstack_chunk_alloc malloc
298 #define obstack_chunk_free free
299
300 /* The default number of entries to use when creating a hash table.  */
301 #define DEFAULT_SIZE (4051)
302
303 /* Create a new hash table, given a number of entries.  */
304
305 boolean
306 bfd_hash_table_init_n (table, newfunc, size)
307      struct bfd_hash_table *table;
308      struct bfd_hash_entry *(*newfunc) PARAMS ((struct bfd_hash_entry *,
309                                                 struct bfd_hash_table *,
310                                                 const char *));
311      unsigned int size;
312 {
313   unsigned int alloc;
314
315   alloc = size * sizeof (struct bfd_hash_entry *);
316   if (!obstack_begin (&table->memory, alloc))
317     {
318       bfd_set_error (bfd_error_no_memory);
319       return false;
320     }
321   table->table = ((struct bfd_hash_entry **)
322                   obstack_alloc (&table->memory, alloc));
323   if (!table->table)
324     {
325       bfd_set_error (bfd_error_no_memory);
326       return false;
327     }
328   memset ((PTR) table->table, 0, alloc);
329   table->size = size;
330   table->newfunc = newfunc;
331   return true;
332 }
333
334 /* Create a new hash table with the default number of entries.  */
335
336 boolean
337 bfd_hash_table_init (table, newfunc)
338      struct bfd_hash_table *table;
339      struct bfd_hash_entry *(*newfunc) PARAMS ((struct bfd_hash_entry *,
340                                                 struct bfd_hash_table *,
341                                                 const char *));
342 {
343   return bfd_hash_table_init_n (table, newfunc, DEFAULT_SIZE);
344 }
345
346 /* Free a hash table.  */
347
348 void
349 bfd_hash_table_free (table)
350      struct bfd_hash_table *table;
351 {
352   obstack_free (&table->memory, (PTR) NULL);
353 }
354
355 /* Look up a string in a hash table.  */
356
357 struct bfd_hash_entry *
358 bfd_hash_lookup (table, string, create, copy)
359      struct bfd_hash_table *table;
360      const char *string;
361      boolean create;
362      boolean copy;
363 {
364   register const unsigned char *s;
365   register unsigned long hash;
366   register unsigned int c;
367   struct bfd_hash_entry *hashp;
368   unsigned int len;
369   unsigned int index;
370   
371   hash = 0;
372   len = 0;
373   s = (const unsigned char *) string;
374   while ((c = *s++) != '\0')
375     {
376       hash += c + (c << 17);
377       hash ^= hash >> 2;
378       ++len;
379     }
380   hash += len + (len << 17);
381   hash ^= hash >> 2;
382
383   index = hash % table->size;
384   for (hashp = table->table[index];
385        hashp != (struct bfd_hash_entry *) NULL;
386        hashp = hashp->next)
387     {
388       if (hashp->hash == hash
389           && strcmp (hashp->string, string) == 0)
390         return hashp;
391     }
392
393   if (! create)
394     return (struct bfd_hash_entry *) NULL;
395
396   hashp = (*table->newfunc) ((struct bfd_hash_entry *) NULL, table, string);
397   if (hashp == (struct bfd_hash_entry *) NULL)
398     return (struct bfd_hash_entry *) NULL;
399   if (copy)
400     {
401       char *new;
402
403       new = (char *) obstack_alloc (&table->memory, len + 1);
404       if (!new)
405         {
406           bfd_set_error (bfd_error_no_memory);
407           return (struct bfd_hash_entry *) NULL;
408         }
409       strcpy (new, string);
410       string = new;
411     }
412   hashp->string = string;
413   hashp->hash = hash;
414   hashp->next = table->table[index];
415   table->table[index] = hashp;
416
417   return hashp;
418 }
419
420 /* Replace an entry in a hash table.  */
421
422 void
423 bfd_hash_replace (table, old, nw)
424      struct bfd_hash_table *table;
425      struct bfd_hash_entry *old;
426      struct bfd_hash_entry *nw;
427 {
428   unsigned int index;
429   struct bfd_hash_entry **pph;
430
431   index = old->hash % table->size;
432   for (pph = &table->table[index];
433        (*pph) != (struct bfd_hash_entry *) NULL;
434        pph = &(*pph)->next)
435     {
436       if (*pph == old)
437         {
438           *pph = nw;
439           return;
440         }
441     }
442
443   abort ();
444 }
445
446 /* Base method for creating a new hash table entry.  */
447
448 /*ARGSUSED*/
449 struct bfd_hash_entry *
450 bfd_hash_newfunc (entry, table, string)
451      struct bfd_hash_entry *entry;
452      struct bfd_hash_table *table;
453      const char *string;
454 {
455   if (entry == (struct bfd_hash_entry *) NULL)
456     entry = ((struct bfd_hash_entry *)
457              bfd_hash_allocate (table, sizeof (struct bfd_hash_entry)));
458   return entry;
459 }
460
461 /* Allocate space in a hash table.  */
462
463 PTR
464 bfd_hash_allocate (table, size)
465      struct bfd_hash_table *table;
466      unsigned int size;
467 {
468   PTR ret;
469
470   ret = obstack_alloc (&table->memory, size);
471   if (ret == NULL && size != 0)
472     bfd_set_error (bfd_error_no_memory);
473   return ret;
474 }
475
476 /* Traverse a hash table.  */
477
478 void
479 bfd_hash_traverse (table, func, info)
480      struct bfd_hash_table *table;
481      boolean (*func) PARAMS ((struct bfd_hash_entry *, PTR));
482      PTR info;
483 {
484   unsigned int i;
485
486   for (i = 0; i < table->size; i++)
487     {
488       struct bfd_hash_entry *p;
489
490       for (p = table->table[i]; p != NULL; p = p->next)
491         {
492           if (! (*func) (p, info))
493             return;
494         }
495     }
496 }
497 \f
498 /* A few different object file formats (a.out, COFF, ELF) use a string
499    table.  These functions support adding strings to a string table,
500    returning the byte offset, and writing out the table.
501
502    Possible improvements:
503    + look for strings matching trailing substrings of other strings
504    + better data structures?  balanced trees?
505    + look at reducing memory use elsewhere -- maybe if we didn't have
506      to construct the entire symbol table at once, we could get by
507      with smaller amounts of VM?  (What effect does that have on the
508      string table reductions?)  */
509
510 /* An entry in the strtab hash table.  */
511
512 struct strtab_hash_entry
513 {
514   struct bfd_hash_entry root;
515   /* Index in string table.  */
516   bfd_size_type index;
517   /* Next string in strtab.  */
518   struct strtab_hash_entry *next;
519 };
520
521 /* The strtab hash table.  */
522
523 struct bfd_strtab_hash
524 {
525   struct bfd_hash_table table;
526   /* Size of strtab--also next available index.  */
527   bfd_size_type size;
528   /* First string in strtab.  */
529   struct strtab_hash_entry *first;
530   /* Last string in strtab.  */
531   struct strtab_hash_entry *last;
532   /* Whether to precede strings with a two byte length, as in the
533      XCOFF .debug section.  */
534   boolean xcoff;
535 };
536
537 static struct bfd_hash_entry *strtab_hash_newfunc
538   PARAMS ((struct bfd_hash_entry *, struct bfd_hash_table *, const char *));
539
540 /* Routine to create an entry in a strtab.  */
541
542 static struct bfd_hash_entry *
543 strtab_hash_newfunc (entry, table, string)
544      struct bfd_hash_entry *entry;
545      struct bfd_hash_table *table;
546      const char *string;
547 {
548   struct strtab_hash_entry *ret = (struct strtab_hash_entry *) entry;
549
550   /* Allocate the structure if it has not already been allocated by a
551      subclass.  */
552   if (ret == (struct strtab_hash_entry *) NULL)
553     ret = ((struct strtab_hash_entry *)
554            bfd_hash_allocate (table, sizeof (struct strtab_hash_entry)));
555   if (ret == (struct strtab_hash_entry *) NULL)
556     return NULL;
557
558   /* Call the allocation method of the superclass.  */
559   ret = ((struct strtab_hash_entry *)
560          bfd_hash_newfunc ((struct bfd_hash_entry *) ret, table, string));
561
562   if (ret)
563     {
564       /* Initialize the local fields.  */
565       ret->index = (bfd_size_type) -1;
566       ret->next = NULL;
567     }
568
569   return (struct bfd_hash_entry *) ret;
570 }
571
572 /* Look up an entry in an strtab.  */
573
574 #define strtab_hash_lookup(t, string, create, copy) \
575   ((struct strtab_hash_entry *) \
576    bfd_hash_lookup (&(t)->table, (string), (create), (copy)))
577
578 /* Create a new strtab.  */
579
580 struct bfd_strtab_hash *
581 _bfd_stringtab_init ()
582 {
583   struct bfd_strtab_hash *table;
584
585   table = (struct bfd_strtab_hash *) malloc (sizeof (struct bfd_strtab_hash));
586   if (table == NULL)
587     {
588       bfd_set_error (bfd_error_no_memory);
589       return NULL;
590     }
591
592   if (! bfd_hash_table_init (&table->table, strtab_hash_newfunc))
593     {
594       free (table);
595       return NULL;
596     }
597
598   table->size = 0;
599   table->first = NULL;
600   table->last = NULL;
601   table->xcoff = false;
602
603   return table;
604 }
605
606 /* Create a new strtab in which the strings are output in the format
607    used in the XCOFF .debug section: a two byte length precedes each
608    string.  */
609
610 struct bfd_strtab_hash *
611 _bfd_xcoff_stringtab_init ()
612 {
613   struct bfd_strtab_hash *ret;
614
615   ret = _bfd_stringtab_init ();
616   if (ret != NULL)
617     ret->xcoff = true;
618   return ret;
619 }
620
621 /* Free a strtab.  */
622
623 void
624 _bfd_stringtab_free (table)
625      struct bfd_strtab_hash *table;
626 {
627   bfd_hash_table_free (&table->table);
628   free (table);
629 }
630
631 /* Get the index of a string in a strtab, adding it if it is not
632    already present.  If HASH is false, we don't really use the hash
633    table, and we don't eliminate duplicate strings.  */
634
635 bfd_size_type
636 _bfd_stringtab_add (tab, str, hash, copy)
637      struct bfd_strtab_hash *tab;
638      const char *str;
639      boolean hash;
640      boolean copy;
641 {
642   register struct strtab_hash_entry *entry;
643
644   if (hash)
645     {
646       entry = strtab_hash_lookup (tab, str, true, copy);
647       if (entry == NULL)
648         return (bfd_size_type) -1;
649     }
650   else
651     {
652       entry = ((struct strtab_hash_entry *)
653                bfd_hash_allocate (&tab->table,
654                                   sizeof (struct strtab_hash_entry)));
655       if (entry == NULL)
656         return (bfd_size_type) -1;
657       if (! copy)
658         entry->root.string = str;
659       else
660         {
661           char *n;
662
663           n = (char *) bfd_hash_allocate (&tab->table, strlen (str) + 1);
664           if (n == NULL)
665             return (bfd_size_type) -1;
666           entry->root.string = n;
667         }
668       entry->index = (bfd_size_type) -1;
669       entry->next = NULL;
670     }
671
672   if (entry->index == (bfd_size_type) -1)
673     {
674       entry->index = tab->size;
675       tab->size += strlen (str) + 1;
676       if (tab->xcoff)
677         {
678           entry->index += 2;
679           tab->size += 2;
680         }
681       if (tab->first == NULL)
682         tab->first = entry;
683       else
684         tab->last->next = entry;
685       tab->last = entry;
686     }
687
688   return entry->index;
689 }
690
691 /* Get the number of bytes in a strtab.  */
692
693 bfd_size_type
694 _bfd_stringtab_size (tab)
695      struct bfd_strtab_hash *tab;
696 {
697   return tab->size;
698 }
699
700 /* Write out a strtab.  ABFD must already be at the right location in
701    the file.  */
702
703 boolean
704 _bfd_stringtab_emit (abfd, tab)
705      register bfd *abfd;
706      struct bfd_strtab_hash *tab;
707 {
708   register boolean xcoff;
709   register struct strtab_hash_entry *entry;
710
711   xcoff = tab->xcoff;
712
713   for (entry = tab->first; entry != NULL; entry = entry->next)
714     {
715       register const char *str;
716       register size_t len;
717
718       str = entry->root.string;
719       len = strlen (str) + 1;
720
721       if (xcoff)
722         {
723           bfd_byte buf[2];
724
725           /* The output length includes the null byte.  */
726           bfd_put_16 (abfd, len, buf);
727           if (bfd_write ((PTR) buf, 1, 2, abfd) != 2)
728             return false;
729         }
730
731       if (bfd_write ((PTR) str, 1, len, abfd) != len)
732         return false;
733     }
734
735   return true;
736 }